西南交通大学 信息科学与技术学院 信息光子与通信研究中心, 成都 610031
双马赫-曾德干涉仪型分布式光纤传感系统因灵敏度高而易受环境噪声及系统噪声的影响, 使得利用直接互相关算法计算扰动信号位置存在较大误差.采用二次互相关算法, 先对两路接收信号做互相关运算, 再与其中一路信号的自相关结果做互相关运算, 通过对两路信号的时延估计对扰动信号定位, 减小了噪声带来的误差并提高计算准确度.对该算法进行了理论仿真和分析, 搭建了实验装置进行了实验验证.实验结果表明, 与采用直接互相关定位算法结果比较, 采用本文算法能够有效提高系统对扰动信号的定位准确度, 且具有较高的实时性.
分布式光纤传感器 定位技术 二次互相关 时延估计 周界防护 Distributed optical fiber sensor Locating technology The quadratic cross-correlation Time delay estimation Perimeter protection
西南交通大学 信息光子与通信研究中心, 成都 610031
采用基于两路检测信号相关系数的随机生成数算法, 通过偏振控制器对输入偏振态进行调节, 解决了双M-Z(马赫-曾德)光纤传感系统中出现的偏振相位偏移问题, 改善了两路检测信号的相关性。对随机生成数算法的可行性及其3个重要参数进行了分析讨论。实验结果表明, 算法执行5 min可搜索到邦加球的绝大部分区域, 具备全局搜索能力, 并且通过合理地设置随机生成数算法的参数, 可使系统在3 min左右搜索到偏振态的最佳位置, 使两路检测信号的相关系数保持在0.9左右, 恢复两路检测信号的良好相关性。
双马赫-曾德干涉仪 相关系数 随机生成数算法 偏振控制 dual M-Z interferometer correlation coefficient random number generation algorithm polarization manipulation
西南交通大学信息光子与通信研究中心, 四川 成都 611756
鉴于布里渊光时域分析(BOTDA)传感系统中空间分辨率和传感距离存在相互制约的关系，提出了一种结合格雷(Golay)编码技术与差分脉冲对(DPP)技术的混合编码方法。该方法结合了Golay编码可提高系统信噪比以及DPP可改善系统空间分辨率的优点，相对于Golay-BOTDA的DPP方法能进一步提高系统信噪比,理论上在相同采样次数下信噪比可提升6 dB。实验结果表明，采用改进的混合编码可以在25 km光纤末端获得1.6 m的空间分辨率。同时，与基于Golay-BOTDA的DPP方法相比，在相同的采样次数下系统信噪比提升了4.08 dB。
光通信 布里渊光时域分析 差分脉冲对 Golay编码 光脉冲编码
西南交通大学 信息科学与技术学院 信息光子与通信研究中心， 成都 610031
通过在基于高双折射光纤Sagnac干涉仪的Sagnac环内增加一段高双折射光纤并控制两段高双折射光纤的熔接角度，设计制作了二阶Loyt-Sagnac干涉仪结构.利用Jones矩阵对反射谱特性进行了理论推导，对光束入射角度和高双折射光纤长度进行了优化，并对两种结构的干涉仪温度传感器进行仿真和实验.仿真结果表明，利用二阶Loyt-Sagnac干涉仪结构的游标效应，能提高其作为温度传感器时的灵敏度；实验结果证明，单段Sagnac环干涉仪温度传感器灵敏度为－1.46 nm/℃，而使用二阶Loyt-Sagnac干涉仪的温度传感灵敏度为－17.99 nm/℃，提高了约12.32倍.
光纤传感 温度传感器 Jones矩阵 Loyt- Sagnac干涉仪 高双折射光纤 Fiber sensor Temperature Sensor Jones matrix Loyt-Sagnac interferometer High birefringence fiber
1 西南交通大学 a.信息光子与通信研究中心
2 西南交通大学 b.铁路发展有限公司， 成都610031
采用FFTW（西方快速傅里叶变换）算法实现了两路接收信号的快速互相关计算，提高了MZ(马赫-曾德)周界防护系统定位的实时性。搭建了MZ周界防护实验装置，在6 km光缆上进行了振动信号定位测试。在20 MHz采样率条件下实现了21 m的定位精度，定位计算时间小于0.5 s。实验结果表明，此算法与传统FFT(快速傅里叶变换)算法相比，计算速度显著提高。
西方快速傅里叶变换 周界防护 马赫-曾德 互相关算法 FFTW perimeter protection MZ crosscorrelation algorithm
